lu.se

Nationellt resurscentrum för fysik

Institutionen för Fysik, Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Fall med luftmotstånd

Faller lätta saker långsammare?

Före Galileo trodde man föremål skulle falla snabbare ju tyngre de var. Vi vet ju från våra vardagserfarenheter att mycket lätta föremål kan falla väldigt långsamt. En fjäder eller ett maskrosfrö kan lätt blåsa iväg och en lönnäsa kan singla sakta ned från trädet.

Det handlar om luftmotstånd. En större yta ger större luftmotstånd: Jämför ett hopknycklat papper med ett slätt papper, och kanske också med en boll. Spelar det någon roll hur långt de faller?

Experiment med muffinsformar

Luftmotståndet spelar större roll för för lätta föremål: Plocka fram några muffinsformar (eller stora kaffefilter med platt botten).

  • Släpp en ensam muffinsform och se hur den faller med nästan konstant hastighet.
  • Sätt en muffinsform i en annan och jämför hur fort den dubbla muffinsformen faller jämfört med den ensamma.
  • Prova hur mycket högre du kan släppa den dubbla så att den ändå landar samtidigt som den ensamma.
  • Hur många muffinsformar behöver du sätta ihop för att de ska hinna falla dubbelt så långt som den ensamma? Prova.

Fallskärmshopp

Fallskärmar utnyttjar naturligtvis luftmotståndet.

Det längsta fallskärmshopp som någonsin gjort var Joe Kittingers ensamma hopp 1960 från 3 mils höjd  som en del av rymdprogrammet. Läs mer om hans hopp.

AMP; 29 juni 2011

Formel

Luftmotståndet brukar skrivas som C p v2 A där

  • C = konstant  omkring 1/2 (beror på formen)
  • p är luftens densitet
  • A är föremålets tvärsnittsyta (area)
  • v är farten

Muffinsformarna ökar farten tills luftmotståndet blir lika stort som tyngdkraften. 

Elevundersökningar

I artikel från NRCF i samarbete med byskolan i Södra Sandby presenteras hur en elevgrupp undersöker hur olika föremål faller. Läs mer i The equivalence principle comes to school - falling objects and other middle school investigations, Pendrill A-M, Ekström P, Hansson L, Mars P, Ouattara L and Ryan U (2014) Physics Education, 49, 425 med ett video abstract

Skolverkets stödmaterial

Skolverkets stödmaterial för NT-undervisningen tar upp fall med luftmotstånd på flera platser: 1-3, 4-6 och 7-9.

För 4-6  presenteras också elevfilmer och elevfoton av fallande papper och hur man kan använda IKT för att följa upp diskussionerna. B

Fundera över vilken variation som erbjuds i de föreslagna experimenten, och vilket lärande det möjliggör för eleverna. Finns det andra aspekter som skulle kunna bli tydliga för eleverna med andra variationer?